Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2025 / с. 34-37

Измерение биоимпеданса электродами на основе сплошных металлических и металлизированных полимерных микроигл

С.Е. Парфенович, И.К. Хмельницкий, О.А. Тестов, А.О. Тарасенко, В.П. Ловиков, А.А. Романов, В.М. Айвазян, М.О. Паламарчук

Аннотация

Проведено исследование импеданса изготовленных имитаторов кожного покрова с использованием изготовленных плоских кожных электродов и электродов на основе сплошных металлических и металлизированных полимерных микроигл. Показано, что увеличение количества микроигл в составе массива приводит к уменьшению значения измеряемого импеданса. В результате сравнения зависимостей импеданса установлено, что наибольшая идентичность значений измеряемого импеданса обеспечивается при использовании электродов на основе металлизированных полимерных микроигл в количестве 25 шт. и плоских электродов, токосъемная площадь которых в 3,7 раза больше площади микроигл.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Степан Евгеньевич Парфенович, мл. научный сотрудник, Инжиниринговый центр микротехнологии и диагностики,

Иван Константинович Хмельницкий, канд. хим. наук, доцент, кафедра микро- и наноэлектроники, ведущ. научный сотрудник, Инжиниринговый центр микротехнологии и диагностики,

Олег Анатольевич Тестов, инженер, Инжиниринговый центр микротехнологии и диагностики,

Анастасия Олеговна Тарасенко, студент, кафедра микро- и наноэлектроники,

Владимир Петрович Ловиков, инженер,

Александр Анатольевич Романов, научный сотрудник,

Вагаршак Мгерович Айвазян, мл. научный сотрудник,

Максим Олегович Паламарчук, инженер, Инжиниринговый центр микротехнологии и диагностики, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)», г. С.-Петербург,

e-mail: stepan.parfenovich@gmail.com

Список литературы

1. Tang X., Dong Y., Li Q., Liu Z., Yan N., Li Y., Liu B., Jiang L., Song R., Wang Y., Li G., Fang P. Using microneedle array electrodes for non-invasive electrophysiological signal acquisition and sensory feedback evoking // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023. Vol. 11. PP. 1-12.

2. Ren L., Liu B., Zhou W., Jiang L. A mini review of microneedle array electrode for bio-signal recording: A review // IEEE Sensors Journal. 2019. Vol. 20. № 2. PP. 577-590.

3. Stavrinidis G., Michelakis K., Kontomitrou V., Giannakakis G., Sevrisarianos M., Sevrisarianos G., Chaniotakis N., Alifragis Y., Konstantinidis G. SU-8 microneedles based dry electrodes for Electroencephalogram // Microelectronic Engineering. 2016. Vol. 159. PP. 114-120.

4. Garcia-Guzmбn J.J., Perez-Rafols C., Cuartero M., Crespo G.A. Toward in vivo transdermal pH sensing with a validated microneedle membrane electrode // ACS Sensors. 2021. Vol. 6. № 3. PP. 1129-1137.

5. Zhu H. Implanted Electrodes and Microneedle Array Electrodes for the Neuromodulation // Highlights in Science, Engineering and Technology. 2022. Vol. 23. PP. 192-197.

6. Li J., Ma Y., Huang D., Wang Z., Zhang Z., Ren Y., Hong M., Chen Y., Li T., Shi X., Cao L., Zhang J., Jiao B., Liu J., Sun H., Li Z. High-performance flexible microneedle array as a low- impedance surface biopotential dry electrode for wearable electrophysiological recording and polysomnography // Nano- Micro Letters. 2022. Vol. 14. № 1. PP. 1-22.

7. Gwak H., Cho S., Song Y.J., Park J.H., Seo S. A study on the fabrication of metal microneedle array electrodes for ECG detection based on low melting point Bi-In-Sn alloys // Scientific Reports. 2023. Vol. 13. № 1. PP. 1-9.

8. Тестов O.A., Айвазян В.M., Хмельницкий И.К., Лучинин В.В., Гареев К.Г., Карелин А.М., Парфенович С.Е., Тестов Д.О., Холодкова Е.Е. Микроиглы – гетерогенные интеллектуальные микросистемы для трансдермального мониторинга и коррекции состояния организма // Нано- и микросистемная техника. 2023. Т. 25. № 3. С. 125-141.

9. Moussi K., Kavaldzhiev M., Perez J.E., Alsharif N., Merzaban J., Kosel J. 3D Printed Microneedle Array for Electroporation / 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). IEEE, 2020. PP. 2202-2205.

10. Parfenovich S.E., Khmelnitskiy I.K., Lastun V.V., Aivazyan V.M., Gareev K.G., Testov D.O., Testov O.A. Hydrogel-Forming Microneedles for Extracting Analytes from Biological Fluids / 2023 International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech). IEEE, 2023. PP. 275-278. 11. ГОСТ 25995–83 Электроды для съема биоэлектрических потенциалов.